JPS596119B2 - 電気音響変換器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、カプセルに収納された変換器振動板と、被覆
カバーとを有し、カプセルの内室が変換器振動板により
振動板前置室と振動板後置室に分割されており、被覆カ
バーが振動板前置室を封止し音響貫通孔を有し、共振の
Ｑ値を減衰する装置が振動板前置室に設けられている電
気音響変換器に関する。

通話の了解度を改善し、ケーブル減衰量の周波数特性を
調整するためには、電話機マイクロホンの感度を２００
Ｈｚ ｘ、約２５００Ｈｚの周波数領域で周波数の上
昇と共に連続的に上昇させる必要がある。

特にこの感度の上昇を約２．５ｄＢ／オクターブに設定
するこさが望ましい。

他方２５００Ｈｚ 〜３５００Ｈｚの領域では、感度は
更に上昇を続けてはならない。

２５００Ｈｚ〜３５００Ｈｚの領域で感度が更に上昇を
続けると、電話機の送受器で送話カプセルと受話カプセ
ルとの間で帰還結合が生ずる可能性があるからである。

更に３５００Ｈｚより上側の周波数領域では、周波数特
性曲線が急激に下降する必要がある。

遠距離通信線路を介する搬送通信伝送（チャネル幅４Ｋ
Ｈｚ ）では、隣接チャネル間の相互干渉を防止する
必要があるからである。

更にまたＰＣＭ伝送（１／２サンプリング周波数）では
、多重化により通話信号に生ずる妨害雑音を抑圧する必
要がある。

公知の電話機変換器では、高感度を実現するために、比
較的大きい質量ｍ。

を有する振動系（振動子、コイルを有するプラスチック
振動板、屈曲板の基本振動を電話伝送領域の中央の約Ｉ
ＫＨｚに設定している。

この基本振動の共振のＱ値（共振の際励振電圧又は振動
電流に対し振動電圧又は振動電流がどれだけ大きいかを
示す係数）は、振動板後置室に結合されたヘルムホルツ
共振器により補償される（「フリケンツ」１６号、１９
６２年、第２０８頁〜第２１５頁）。

伝送領域を約３．５ ＫＨｚ まで拡大するため、付
加共振子及び高調波振動（例えば節回路（Ｋｎｏｔｅｎ
−Ｋｒｅｉｓ）により特徴付けられる第４調波）を使用
することは、ドイツ連邦共和国特許第 １９６１２１７号明細書から公知ぞある。

付加共振子及び高調波振動は部分的に極めて有害な共振
のＱ値をともなうので、振動板を特殊な形式で支承する
ことにより有害な影響を抑圧することが考えられる。

このような方法はドイツ連邦共和国特許第１９６１２１
７号明細書やドイツ連邦共和国特許出願公告第１２８８
１４６号公報に記載されている。

あるいは振動板自体の構成に工夫を加えてかような有害
な影響を抑圧することも考えられる。

更に他の試みとして、音響の通路において共振のＱ値を
低減することが知られている。

例えばマイクロホンカプセルの被覆カバーの送話孔の後
方にシルクガーゼを設けるか、又は送話孔の後方に多孔
性の発泡材料を設けることが知られている。

しかしながらこれらの構成には次のような欠点がある；
即ち送話孔の直接後側にある減衰部材がカプセルへの送
話の際に汚れる。

そのため時間の経過にともない減衰抵抗が変動し、従っ
てマイクロホンの周波数特性及び感度が変動する。

加えて電話機の取換の際にマイクロホンカプセルの清掃
が不可能である。

更に被覆カバーの内側にシルクを貼付するこきは比較的
高価である。

また２０００Ｈｚより上側の領域で共振のＱ値を充分に
減衰するためには、被覆カバーの後方に設けた公知の減
衰装置では充分でない。

本発明の課題は、３５００Ｈｚの上側の周波数領域で共
振のＱ値をほぼ完全に抑圧し、伝送用の周波数領域でほ
ぼ連続的な伝達係数を達成させる周波数特性の修正装置
を、音響的手段を用いて提供することである。

本発明によればこの課題は次のようにして解決される。

即ち振動板と被覆カバーとの間の振動板前置室に遮へい
板（バッフル板）を設け、被覆カバー及び遮へい板に音
響貫通孔を設け、被覆カバーの音響貫通孔を遮へい板の
音響貫通孔に対しずらして配置し、遮へい板と被覆カバ
ーとの間において、被覆カバーの少なくとも１つのシリ
ンダ状突起部に支承されていて、この突起に相応する切
欠部を有する減衰ディスクが、これにより遮へい板の音
響貫通孔のみが被覆され、一方で被覆カバーの音響貫通
孔が空いたま５になるように、配置されているようにす
る。

このようにすることにより、高い周波数で充分な減衰が
達成される。

被覆カバーの音響貫通孔と遮へい板の音響貫通孔とをず
らして配置すれば、マイクロホンへの送話の際に生ずる
汚れを一層効果的に防止することができる。

減衰特性を有する部材を変えることにより、減衰特性を
有する部材によって形成される低域通過フィルタを種々
の要請に応えうるように調節するこさができる。

例えば振動板又は振動板の支承部に変更を加えることな
く、感度をある程度の範囲で調節することができる。

更に低域通過フィルタの限界周波数ｆｏ及び急峻度を種
々の要請に応えうるようにすることができる。

更に本発明によれば、音響の流れは減衰特性を有する部
材をまず比較的長い区間にわたりほぼ水平方向に通過し
なければならない。

従ってこの音響の流れに対する抵抗は充分に大きく、部
材材料の誤差にほとんど影響されない。

また本発明によれば減衰ディスクの材料の選定（直径、
厚み、ディスクの多孔性の度合）に応じて、急峻度、限
界周波数、減衰量を調節することができる。

変換器の特性を定めるデータを変える場合には、被覆カ
バー及び減衰ディスクを増り換えさえすればよい。

これにより被覆カバーの音響貫通孔の数及び／又はサイ
ズ（直径、ネック長）の選定に関するパラメータを大き
くすることができる。

更に減衰ディスクが確実かつ正確に支承される。

組立の際に減衰ディスクがずれることはまずありえない
。

また被覆カバーの取換の際に振動系に好ましくない影響
が及ぶこともない。

遮へい板とケーシングはコンパクトな１つのユニットを
形成するからである。

被覆カバー及び又は遮へい板に、音響貫通孔の背後の領
域に向き半径方向に沿い外側に指向する突起部を設けれ
ば有効である。

このようにすれば、音響通路におけるプラスチック部分
の付加的共振を簡単な方法で減衰させるか又は発生しな
いようにすることができる。

次に本発明を実施例について図面により詳細に説明する
。

第１図は本発明の実施例の音響変換器を示す。

第１図において、ケーシング１には順次下記の部分が収
納されている。

まず支持板２は、ケーシング１の底部の側の面で、電子
部品を実装した回路板３を支持している。

この回路板３には２つのナイフ状接触端子（図ではナイ
フ状接触端子４が図示されている）が設けである。

これらのナイフ状接触端子はケーシング１の切欠部５を
貫通し、外部端子を構成し、支持板２を回路板３と共に
ケーシング１内で固定する。

支持板２は２つの吸収共振器を有する。

２つの吸収共振器の一方がシ「レフディスク７により被
覆された吸収共振器６として図示されている。

支持板２上には支承部分８が配置されている。

圧電セラミック層９を有する変換器プレート１０は支承
部分８により支承されている。

支承部分８の他に支承部分１１が設けられており、支承
部分１１は支承部分８の対向支承部分として働く。

ケーシング１は遮へい板１２により封止されている。

遮へい板１２は分離できないようにケーシング１に連結
されている。

遮へい板１２は円形に配置された複数の音響貫通孔１３
を有する。

遮へい板１２には更に振動板１０に向いた側に、半径方
向に沿い外側に指向する突起部１４が設けられている。

以上のようにして構成された変換器は被覆カバー１５に
より封止される。

被覆カバー１５は円形に配置された音響貫通孔１６を有
する。

被覆カバー１５の音響貫通孔１６は、遮へい板１２に設
けた音響貫通孔１３におけるより大きい直径の円に沿い
配置されている。

遮へい板１２と被覆カバー１５との間には減衰ディスク
１７が設けである。

減衰ディスク１７は被覆カバー１５のシリンダ状突起部
１８により支承されており、遮へい板１２の前方の室を
部分的に充填する。

減衰ディスク１７は、遮へい板１２の音響貫通孔１３が
減衰ディスク１７により被覆されるように構成されてい
る。

遮へい板１２は、被覆カバー１５及び被覆カバー１５と
遮へい板１２との間の減衰ディスク１７と共に低域通過
フィルタを構成する。

第１図の実施例は例えば電話技術における圧電マイクロ
ホンとして使用することができる。

第２図は第１図の音響変換器（マイクロホン）の略図で
ある。

第１図の各構成部分に相当する部分については同じ番号
を付記しである。

着脱可能な被覆カバー１５と振動系８〜１１との間の室
は遮へい板１２により２つの室■３゜■４に分割されて
いる。

遮へい板１２の孔１３における空気質量（エアマス）ｍ
３と被覆カバー１５の孔１６における空気質量ｍ４は、
遮へい板１２と被覆カバー１５により仕切られる室■４
の弾性ｃ４により結合されている。

以上の音響振動ストラフチャは電気的には低域通過フィ
ルタとして働くＴ素子に相当する。

（第３図） 第３図は第２図に図示した電気音響変換器の等価回路を
示す。

低域通過フィルタの限界周波数は伝送領域の上限周波数
に設定されている。

限界周波数ｆｏは、但し被覆カバー１５の孔１６の空気
質量ｍ４ と遮へい板１２の孔１３の空気質量ｍ３とが
相等しいと仮定する；即ち 弾性ｃ４は、結合室体積■４ （０，５〜３ｄ）と変換
器プレート１０の有効振動面Ｓ。

（３，５〜５ｍ１）により選定可能である。

但しρ空気密度 Ｃ空気の音響速度 ρ・ｃ２−１．４２×１０６ｇ／ｄｓ２ 通路における空気質量は ｍ−ｎ・（Ｌ＋△Ｌ）Ｓｋ 但し △Ｌ−□ はオリフィス補正値である。

であり、通路長りと通路の横断面積Ｓｋと通路の数ｎと
により空気質量ｍは任意に選定可能である。

良好な低域通過フィルタ作用は通路長を２１ｍｍ（但し
必要に応じて付加的なネック部を有する）に設定するこ
とにより達成される。

これは被覆カバー１５と遮へい板１２をプラスチックモ
ールドから構成することにより容易に実現される。

一定の限度を越えて通路の横断面を拡大し通路を増加す
ると、低域通過フィルタ作用が低減する。

横断面の跳躍的な変化部分における有効質量若しくはイ
ンダクタンス（Ｌ３′＝Ｌｓ ／Ｕ３り変換比（Ｕ３′
＝ ８３ｘ ／ Ｓ６ ）は逆に作用する。

低域通過フィルタの減衰特性曲線が通過域から遮断域に
移行する際に連続的な経過を辿るようにするために、減
衰を充分に大きくする必要がある。

被覆カバー１５及び遮へい板１２の通路の壁部における
音響的な摩擦抵抗ｒ３に、ｒ４は、ｒ＝（１３＋△１）
Ｓｋ−ｎ 但し冗は空気の流体抵抗であり であるが、これでは充分でない。

付加的減衰ｒ３Ｚは被覆カバー１５と遮へい板１２との
間の多孔性発泡材料によって実現される。

遮へい板１２における全減衰量及び質量は、ｒ３ ＝ｒ
３に＋ｒ３ｚ ｍ３ ”’ ｍ３ ｋ ＋ ｍ３ ｚ 但しｍ３Ｚ は多孔性材料に封入された空気の付加的
質量を示す。

既述のように第３図は第２図の電気音響変換器の等何回
路である。

第３図に図示した等何回路の部分Ａは送受器の送話器を
示す。

部分Ｂは被覆カバー１５と遮へい板１２とから成る低域
通過フィルタを示す。

部分Ｃは機械的・音響的振動系を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電気音響変換器の実施例の断面略図、
第２図は第１図の電気音響変換器の動作の説明に供する
略図、第３図は第２図の電気音響変換器の等何回路を示
す回路図である。 １・・・・・・ケーシング、２・・・・・・支持体、３
・・・・・・回路板、４・・・・・・端子、６・・・・
・・吸収共振器、７・・・・・・シルクディスク、１０
・・・・・・変換器フ゛ルート、１２・・・・・・遮へ
い板、１３．１６・・・・・・音響貫通孔、１５・・・
・・・被覆カバー、１７・・・・・・減衰ディスク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ カプセルに収納された変換器振動板と、被覆カバー
   とを有し、カプセルの内室が変換器振動板により振動板
   前置室と振動板後置室に分割されており、被覆カバーが
   振動板前置室を封止し音響貫通孔を有し、共振のＱ値を
   減衰する装置が振動板前置室に設けられている電気音響
   変換器において、振動板１０と被覆カバー１５．：の間
   の振動板前置室に遮へい板１２を設け、被覆カバー１５
   及び遮へい板１２に音響貫通孔１６．１３を設け、被覆
   カバー１５の音響貫通孔１６を遮へい板１２の音響貫通
   孔１３に対しずらして配置し、遮へい板と被覆カバーと
   の間において、被覆カバー１５の少なくとも１つのシリ
   ンダ状突起部１８に支承されていて、該突起に相応する
   切欠部を有する減衰ディスク１７が、これにより遮へい
   板１２の音響貫通孔１３のみが被覆され、一方で被覆カ
   バー１５の音響貫通孔１６が空いたま５になるように、
   配置されているようにしたことを特徴とする電気音響変
   換器。 ２ 被覆カバー１５及び／又は遮へい板１２が、音響貫
   通孔１３の後側の領域に向き半径方向に沿い外側に指向
   した突起部１４を有する特許請求の範囲第１項記載の電
   気音響変換器。